by Một con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m và vật nặng khối lượng m = 0,4 kg. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn 5 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động. Coi vật dao động điều hòa, Trong quá trình dao động của vật thì công suất tức thời cực đại của lực đàn hồi là
A. 0,25 W
B. 0,5 W
C. 2 W
D. 1 W
Hướng dẫn
Ta có công suất tức thời \(P = F.v\)
– F là lực kéo về \(\Rightarrow F = -kx = – K A cos(\omega t + \varphi )\)
– v là vận tốc \(\Rightarrow v = – \omega A sin (\omega t + \varphi )\)
\(\Rightarrow P = K\omega A^2. sin (\varphi + \omega t)cos(\omega t + \varphi )\)
\(P_{max}\Leftrightarrow sin (\omega t + \varphi ) = cos (\omega t + \varphi ) (1)\)
Đặt \(\omega t + \varphi = \alpha\)
Giải thích (1) \(sin \alpha . cos \alpha \leq \frac{sin^2 \alpha + cos^2 \alpha }{2}\)
Xảy ra dấu “=” \(\Leftrightarrow sin \alpha = cos \alpha\)
\(\rightarrow P = K \omega A^2. \frac{1}{\sqrt{2}}. \frac{1}{\sqrt{2}} = 0,5 (W)\)
